Ultrasonic Stem Cell Isolation
Sonikasi adalah metode mekanis yang sangat efisien untuk mengisolasi sel induk dari jaringan adiposa manusia. Fraksi vaskular stroma yang diisolasi secara ultrasonik (SVF) menunjukkan potensi regeneratif yang signifikan untuk aplikasi medis. Hielscher Ultrasonics menyediakan berbagai pilihan sonikasi langsung dan tidak langsung untuk pemanenan sel punca. Temukan sonicator yang ideal untuk proses isolasi sel punca Anda!
Isolasi Ultrasonik Sel Punca
Dari tubuh manusia yang diekstraksi jaringan adiposa (melalui sedot lemak) diobati dengan ultrasonikasi untuk menghilangkan jaringan dari sel induk dan sel pertumbuhan lainnya. Bagian sel yang terpisah ini dikenal sebagai sel fraksi vaskular stroma (SVF).
Teknik isolasi ultrasonik sel punca dari jaringan adiposa hanya didasarkan pada prinsip kerja kavitasi turunan ultrasonik, yang murni geser mekanis. Gaya geser kavitasi ini mengganggu jaringan adiposa, sehingga sel induk dilepaskan dari struktur jaringan lemak. Isolasi sel punca ultrasonik adalah prosedur bebas enzim, menghindari penggunaan kolagenase, tripsin, atau dispase.
Untuk memisahkan sel punca yang diekstraksi, sel induk mesenkimal, prekursor endotel dan jenis sel pertumbuhan lainnya, jaringan adiposa yang disonikasi disentrifugasi.
Sel punca yang dipisahkan dikumpulkan dan dianalisis kualitasnya termasuk jumlah sel, viability, endotoxin, dan pewarnaan gram sebelum segera digunakan untuk transplantasi autologus atau diawetkan dalam penyimpanan cryo.
Mengapa menghindari enzim?
Karena pencernaan enzimatik untuk isolasi sel punca disertai dengan biaya tinggi dan kemungkinan risiko keamanan serta kurangnya kemanjuran [Oberbauer et al. 2015], metode isolasi non-enzimatik seperti kavitasi ultrasonik lebih disukai. Langkah isolasi ultrasonik menggantikan pencernaan enzimatik dengan memisahkan sel dan agregat sel secara mekanis dari jaringan adiposa.
GDmini2 di Transduser UP200St-TD (200 watt)
- Cepat
- efisien
- direproduksi
- Aman
- Bebas Enzim
- hemat biaya
- Opsi Steril
Sel induk yang berasal dari adiposa
Hasil Sel Punca yang Diperoleh oleh Soniaction
Metode isolasi fraksi vaskular stromal yang dipublikasikan menggunakan hasil kavitasi ultrasonik pada 1,67–2,24 × 107 sel dengan viabilitas 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Hasil sel sekitar 2-4 juta sel/gram jaringan adiposa diperoleh dengan lisis ultrasonik adiposit matang dalam jaringan adiposa yang terdisosiasi [Bright et al., 2014].
Sel-sel yang disiapkan secara ultrasonik memiliki potensi diferensiasi adipogenik dan osteogenik yang sama tingginya, dibandingkan dengan metode isolasi enzimatik standar [Oberbauer et al. 2015].
Sistem Ultrasonik untuk Isolasi Sel Punca
Untuk memastikan keamanan tertinggi dan kualitas terbaik, peralatan ultrasonik yang andal, yang memungkinkan kontrol yang tepat atas perawatan sel punca, merupakan faktor kunci untuk keberhasilan pengobatan pasien. Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai pilihan untuk proses pemisahan kavitasi ultrasonik autologus untuk mengisolasi dan memanen sel prekursor batang dan endotel.
Sonikasi Langsung untuk Isolasi Sel Punca
Untuk proses isolasi sel punca melalui sonikasi langsung, tanduk ultrasonik (sonotrode, ujung ultrasonik / probe) direndam ke dalam jaringan lemak adiposa. Melalui sonotrode, gelombang ultrasound digabungkan langsung ke lemak autologus sehingga kavitasi ultrasonik melepaskan sel punca dan sel stroma dari jaringan residu. Sonikator Hielscher UP200Ht dan UP200St dengan sonotrode S26d14 adalah sistem yang umum digunakan untuk pengobatan sel punca autolog. Isolasi fraksi vaskular stroma dengan sonikasi langsung sebagian besar cocok untuk digunakan di fasilitas kamar bersih.
Sonikasi Tidak Langsung untuk Isolasi Sel Punca
Karena sel punca digunakan untuk aplikasi autologus, sterilitas proses sangat penting. Oleh karena itu, Hielscher telah mengembangkan beberapa opsi sonikasi tidak langsung seperti GDmini2, VialTweeter dan sistem khusus lainnya. Dengan sonikasi tidak langsung, gelombang ultrasound digabungkan melalui wadah dinding ke dalam jaringan adiposa. Fraksi vaskular stroma (SVF) dipisahkan dari jaringan adiposa dengan kavitasi ultrasonik sama seperti selama sonikasi langsung.
Proses sonikasi tidak langsung menawarkan keuntungan untuk memproses sel dalam bejana tertutup di bawah kondisi bebas kontaminasi Karena risiko kontaminasi silang dengan memasukkan klakson ultrasound (sonotrode) dihilangkan. Isolasi sel dilakukan dalam sistem tertutup memastikan kondisi proses steril.
Baca lebih lanjut tentang Hielscher Sterile Sonicators!
Sonikator digital Hielscher dapat dikontrol secara tepat melalui layar sentuh atau kontrol browser. Prosedur sonikasi dapat diatur sebelumnya melalui menu intuitif. Perangkat ultrasonik dilengkapi dengan perekaman data otomatis (semua data proses sonikasi disimpan pada SD-Card terintegrasi). Input daya ultrasonik dapat disesuaikan dengan protokol isolasi sel.
Sonikator VialTweeter adalah homogenizer steril untuk persiapan sampel steril yang seragam dan cepat.
Literatur / Referensi
- Oberbauer, Eleni; Steffenhagen, Carolin; Wurzer, Christoph; Gabriel, Christian; Redl, Heinz; Wolbank, Susanne (2015): Enzymatic and non-enzymatic isolation systems for adipose tissue-derived cells: current state of the art. Cell Regeneration (2015) 4:7.
- Stadlmann, J., Taubenschmid, J., Wenzel, D. et al. (2017): Comparative glycoproteomics of stem cells identifies new players in ricin toxicity. Nature 549, 2017. 538–542
- Haghjoo M., Azarbayjani M.A., Peeri M., Hosseini S.A. (2019): Effect of Training, Hyaluronic Acid, and Mesenchymal Stem Cell Therapies on Osteocalcin Gene Expression in Cartilage Tissue of Rats with Knee Osteoarthritis. Gene Cell Tissue 6, 2019.
- Zhu M., Kong D., Tian R., Pang M. , Mo M., Cheng, Y., Yang G., Cheng H.L., Lei X., Fang K., Cheng B., Wu Y. (2020): Platelet sonicates activate hair follicle stem cells and mediate enhanced hair follicle regeneration. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24, 2020. 1786–1794.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Apa itu Sel Punca?
Sel punca adalah sel yang tidak berdiferensiasi dari organisme multiseluler yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan lebih banyak sel dari jenis yang sama tanpa batas. Mereka dicirikan oleh potensi luar biasa untuk berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda dalam tubuh selama keadaan awal kehidupan dan pertumbuhan. Fitur yang paling membedakan dari sel induk adalah kemampuannya untuk memperbarui diri dengan pembelahan sel dan kemampuannya untuk berubah menjadi sel spesifik jaringan atau organ dengan fungsi khusus. Sel induk pluripoten memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi salah satu dari tiga sel germinal: endoderm (lapisan perut interior, saluran pencernaan, paru-paru), mesoderm (otot, tulang, darah, urogenital), atau ektoderm (jaringan epidermis dan sistem saraf).
Di beberapa organ, seperti usus dan sumsum tulang, sel punca secara teratur membelah untuk memperbaiki dan mengganti jaringan yang aus atau rusak. Di organ lain, seperti pankreas dan jantung, sel punca hanya membelah dalam kondisi khusus.
Sel stroma/stem mesenchymal (MSC), yang menawarkan potensi tinggi untuk aplikasi terapeutik bermacam-macam dalam pengobatan regeneratif dan estetika, terutama ditemukan di sumsum tulang, tetapi mereka juga dapat diisolasi dari jaringan lain (misalnya tulang rawan, lemak, sel otot). Sel punca mesenkimal dianggap sebagai sel punca dewasa prototipikal yang ditandai dengan kapasitas pembaharuan dirinya.
Penelitian dan perawatan sel punca digunakan untuk membudidayakan jaringan dan organ untuk tujuan transplantasi (rekayasa jaringan). Bidang medis lain untuk penerapan sel punca dapat ditemukan dalam pengobatan penyakit otak (misalnya penyakit Parkinson dan Alzheimer), terapi defisiensi sel, penyakit darah (misalnya leukemia), degenerasi sendi dan tulang rawan (misalnya osteoartritis) serta perawatan kosmetik (misalnya perawatan anti-penuaan). Secara umum, sel punca memiliki ukuran berdiameter sekitar 15-25 mikron.
sel punca mesenkim (MSC) adalah sel stroma multipoten, yang memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, termasuk osteoblas (sel tulang), kondrosit (sel tulang rawan), miosit (sel otot), dan adiposit (sel lemak).
Apa itu Fraksi Vaskular Stroma (SVF)?
Fraksi Vaskular Stromal (SVF) adalah komponen lipoaspirasi yang dapat diekstraksi melalui sedot lemak dari jaringan adiposa dalam tubuh manusia. Lipoaspirasi terdiri dari campuran sel heterogen dan memiliki kandungan sel punca yang tinggi, yang dikenal sebagai sel punca turunan adiposa (ASC atau ADSC), yang menunjukkan kesamaan dengan sel punca sumsum tulang, seperti kemampuannya untuk berdiferensiasi menjadi sel multilineage.
Populasi heterogen fraksi vaskular stroma meliputi sel endotel, eritrosit, fibroblas, limfosit, monosit/makrofag, dan perisit antara lain, serta fraksi penting dari sel induk yang berasal dari adiposa.
Apa itu Sel Stroma/Punca yang Diturunkan dari Adiposa (ASC)?
Stroma/sel punca yang diturunkan dari adiposa (ASC / ADSC) melepaskan faktor pertumbuhan bioaktif tingkat tinggi seperti faktor pertumbuhan epidermis (EGF), faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), faktor pertumbuhan fibroblas dasar (bFGF), faktor pertumbuhan keratinosit (KGF), faktor pertumbuhan turunan trombosit (PDGF), faktor pertumbuhan hepatosit (HGF), faktor pertumbuhan transformasi beta (TGF-β), faktor pertumbuhan insulin (IGF), dan faktor neurotrofik yang diturunkan dari otak (BDNF). ACS tidak hanya melepaskan faktor pertumbuhan, mereka juga mengeluarkan sitokin termasuk ligan tirosin kinase 3 (Flt-3) terkait fms, faktor perangsang koloni granulosit (G-CSF), faktor perangsang koloni makrofag granulosit (GM-CSF), faktor stimulasi koloni makrofag (M-CSF), interleukin (IL) seperti IL-6, IL-7, IL-8, IL-11, dan IL-12, faktor penghambat leukemia (LIF), dan faktor nekrosis tumor-alfa (TNF-α).
Bagaimana Sel Punca Diekstraksi?
Sel punca dewasa autologus dari manusia dapat diekstraksi dari sumber-sumber berikut:
- Sumsum tulang, yang membutuhkan ekstraksi dengan panen, yaitu mengebor tulang.
- Jaringan adiposa (sel lipid), yang membutuhkan ekstraksi dengan sedot lemak.
- Darah, yang membutuhkan ekstraksi melalui apheresis, di mana darah dari donor melewati a “Dialisis” mesin di mana sel induk diekstraksi sementara komponen darah lainnya dikembalikan ke donor.